摘要：焊接是钢制压力容器制造和安装中重要的工序，焊接质量直接关系到钢制压力容器在使用过程中的安全性和稳定性，并且对压力容器的工作性能和使用寿命具有决定性的影响。所以在焊接之前，应该对焊件的材质、化学成分、结构类型以及焊接性能等进行全面的分析，然后制定出科学合理的焊接工艺，并且做好焊后热处理工作，确保钢制压力容器的焊接质量。文章主要对钢制压力容器焊接工艺以及焊后热处理方法进行分析，为进一步提升钢制压力容器的焊接质量提供参考。
关键词：钢制压力容器；焊接工艺；焊后热处理
引言
焊接工艺作为压力容器制造中的关键技术，在整个压力容器制造中占有很大比重。焊接质量的好坏，对压力容器的质量、可靠性和安全性有着直接影响。低温压力容器一般是指设计温度低于-20℃的压力容器，包括CO2吸收塔、H2S吸收塔、液化乙烯、液化天然气等存储和运输容器。随着我国工业水平的进步和发展，钢制压力容器焊接工艺水平也有了一定程度的提高，其质量管理水平也有了明显改善，同时也促进了我国经济的提升。因此，在进行钢制压力容器的生产和制造过程中，必须重视焊接工艺，满足国家规定的有关焊接标准和要求，从而确保钢制压力容器的质量。
1钢制压力容器焊接工艺
1.1打底
氩弧焊通常用于打底。焊接顺序遵循自下而上的原则。在点焊的起始位置和完成时，角磨机可用于锐化倾斜开口以匹配接头要求。在焊接过程中必须保证底层的质量。首先应通过测试板测试氩弧底部，以消除氩气中杂质的可能性。在特定的焊接过程中，焊接操作的工作范围应该被周围的板块遮挡，主要目的是防止自然风焊接对成品质量产生不良影响。底部焊接电极接头的位置用角磨机抛光，焊缝底部塌陷或顶部凹陷会影响整个成品的质量，严重的情况会导致成品存在裂缝。为了避免裂缝，应严格按设计要求检查底部焊缝和二次焊缝的焊接质量。
1.2中层施焊
底部焊接完成后，应去除工作范围内的氧化物等杂质，并进行全面的目视检查。如果有任何问题，应将其磨削并拆下，并重新焊接以确保焊缝和母材表面的清洁度符合要求。焊接接头和底部焊接接头相互交错至少10mm，并且选择层的直径应确保够3.2mm。中间焊缝的厚度至少是电极直径的0.8~1.2倍，并且要合理选择输送线类型。完成中间层焊接后，还需要及时去除焊渣，然后彻底检查成品质量，发现问题及时处理，必要时重新施焊。
1.3盖面
进行盖面时，通常选择直径为3.2mm的电极。具体选择也应参考焊缝的焊接厚度来确定。每个电极的电弧位置应与中缝接缝错开。电弧不应该在中间焊缝的表面上形成弧形。应确保覆盖层焊缝的表面完整性和压力容器的平滑过渡，焊缝加固高度约为1.5~2.5mm。覆盖层上的焊接质量也相对较高。焊缝表面必须没有裂缝、熔渣和熔化飞溅。盖面焊完成后，应清洗炉渣，并用钢丝刷进一步清洗容器表面，及时覆盖保温和进行防腐处理，以防成品生锈。
2钢制压力容器焊后热处理方法
2.1焊后热处理的条件
钢制压力容器应按GB150的有关规定进行焊后热处理。采用其他消除应力的方法取代焊后热处理的，应按规定办理审批手续。常温下盛装混合液化石油气的压力容器（储存容器或移动式压力容器罐体）应进行焊后热处理。旋压封头应在旋压后进行去应力退火（采用奥氏体不锈钢材料的旋压封头除外）。钢制压力容器的焊后热处理的条件如下：
（1）高压容器、中压反应容器和储存容器、盛装混合液化石油气的卧式储罐、移动式压力容器应采用炉内整体热处理。其他压力容器应采用整体热处理。大型压力容器，可采用分段热处理，其重叠热处理部分的长度应不小于1500mm。炉外部分应采取保温措施。
（2）修补后的环向焊接接头、接管与筒体或封头连接的焊接接头，可采用局部热处理。局部热处理的焊缝要包括整条焊缝。焊缝每侧加热宽度不小于母材厚度的2倍，接管与壳体相焊时加热宽度不小于两者厚度（取较大者）的6倍。靠近加热部位的壳体应采取保温措施，避免产生较大的温度梯度。
（3）焊后热处理应在焊接工作全部结束并检验合格后，于耐压试验前进行。
（4）热处理装置（炉）应配有自动记录曲线的测温仪表，并保证加热区内最高与最低温度之差不大于65℃（球形储罐除外）。
奥氏体不锈钢或有色金属制压力容器焊接后一般不要求做热处理，如有特殊要求需进行热处理时，应在图样上注明。
2.2焊后热处理的保温温度和保温时间
保温温度和保温时间是焊后热处理工艺的重要参数，直接影响到焊后热处理的效果。保温温度的确定首先要高于行业规定的最低温度值，然后要判断钢材的屈服强度，确保在适宜的温度下能够使焊接接头金属产生一定的塑性变形，从而消除接头中的残余应力。保温温度的控制还要考虑到钢材中的氢能够处于活跃状态，使氢从钢材中溢出，降低氢含量，防止焊缝出现冷裂纹。为了使钢材的强度、硬度、塑性和韧性都能够得到恢复，一般会将温度控制在450℃以上，此时晶粒会再结晶，钢材性能得以恢复。由于焊件的厚度、结构不同，所以焊后热处理的保温时间会有所不同，在焊件较厚，结构比较复杂的情况下，为了减少温差应力的发生，应该适当延长保温时间，以确保焊件内外的温度能够达到均匀的状态。对于碳钢、低合金钢来讲，当焊件加热到某一温度值后，组织转变会经历孕育、转变和转变结束三个时间段，为了获得较为理想的组织和性能，在确定保温温度后就要确定最短保温时间为实现组织转变提供充足的时间。我国在对钢制焊件焊后热处理中，对于最低保温温度和最短保温时间有明确的规定，但是对于最高保温温度以及最长保温时间却没有明确的规定，所以在焊后热处理的实际操作中，工艺人员应该充分发挥自己的专业性和实践经验，在综合各项要素的基础上合理确定热处理规程。
2.3焊后热处理方法
2.3.1整体热处理
整体热处理常用于现场返修的直径与容积都不大的压力容器中，一般会采用烧嘴加热或者电加热的方式。如果采用烧嘴加热，一般会在容器开口的位置放置一个或者多个燃油、燃气烧嘴，以强制对流的方式均匀的加热容器的壳体。为了能够使壳体保持在一定的温度范围内，一般会在容器外表面铺设一层保温层以减少温度的流失。
2.3.2局部热处理
对于很多大型的钢制压力容器，在运输时会受到体积的制约而无法进行整体运输，所以需要在现场进行筒体、管道的焊接安装，对于这类焊缝以及需要对焊接区进行局部修理的焊缝，都可以采用局部热处理的方式。因为局部加热会产生较大的热应力，所以应该在筒体、接管的焊区采用焊后热处理。局部热处理一般会采用电加热的方式，操作简单，容易控制，具体的操作规范可以参照国内压力容器制造标准。
结语
压力容器作为焊接成型设备，焊接质量对压力容器使用的安全性至关重要。而不同的材料所采用的焊接方法和焊接工艺也不相同，针对钢制压力容器的焊接工艺，应该根据钢制压力容器在材质、性能等方面的特点，选择适宜的焊接方法，然后制定相应的焊接工艺。焊后热处理是焊接工艺中最为重要的步骤，是消除焊接应力的重要手段，所以要选择适宜的焊后热处理方法，并且做好质量控制工作。
参考文献
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